DE102019116232B4

DE102019116232B4 - Vorrichtung umfassend eine Spindelschraube und eine Spindelmutter

Info

Publication number: DE102019116232B4
Application number: DE102019116232.7A
Authority: DE
Inventors: Frank Breuer
Original assignee: A Monforts Textilmaschinen GmbH and Co KG
Current assignee: A Monforts Textilmaschinen GmbH and Co KG
Priority date: 2019-06-14
Filing date: 2019-06-14
Publication date: 2024-02-15
Anticipated expiration: 2039-06-15
Also published as: DE102019116232A1

Abstract

Vorrichtung umfassend eine Spindelschraube (1) und eine Spindelmutter (2),wobei die Spindelschraube (1) aus einem elektrisch leitenden Metall und die Spindelmutter (2) aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff gefertigt ist,dadurch gekennzeichnet, dass in die Spindelmutter (2) ein Kontaktmittel (7) eingelassen ist, dessen Ende radial und zentrisch zwischen zwei benachbarten Flanken (6a) eines Gewindeganges (6) so angeordnet ist, dass bei Erreichen einer Verschleißgrenze des Gewindeganges (6) ein Kontakt zwischen dem Kontaktmittel (7) und der Spindelschraube (1) hergestellt ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung umfassend eine Spindelschraube und eine Spindelmutter, wobei die Spindelschraube aus einem elektrisch leitenden Metall und die Spindelmutter aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff gefertigt ist.
Solche Vorrichtungen sind bereits bekannt und werden in Maschinen eingesetzt, z.B. in Spannrahmenmaschinen für die Textilveredelung oder die Herstellung von Folien, die unter anderem in der DE 298 23 493 U1 , DE 10 2005 013 650 A1 und der DE 103 33 483 A1 beschrieben sind. Die Spannrahmenmaschinen können ein Gehäuse aufweisen, das mindestens eine Behandlungskammer umschließt. Eine Warenbahn wird zur Behandlung an ihren Rändern an Kluppen befestigt, die an Ketten angeordnet sind, und in einer Transportrichtung durch die Spannrahmenmaschine geführt. Die Warenbahn kann zwischen den Ketten, also quer zu der Transportrichtung, gespannt werden, um bestimmte Eigenschaften der Warenbahn zu erzielen. Zur Anpassung eines gegenseitigen Abstandes der Ketten an eine Breite der Warenbahn und an eine einzustellende Größe der Querspannung kann mindestens eine der Ketten quer zu der Transportrichtung verschoben werden; hierfür sind die Vorrichtungen angeordnet, jede umfassend eine Spindelschraube und eine Spindelmutter.
Besonders die Spindelmuttern - und hier Flanken des Innengewindes - unterliegen einem Verschleiß, der bei Erreichen einer bestimmten Grenze einerseits eine Aufrechterhaltung einer weitgehend konstanten Querspannung und damit eine optimale Behandlung der Warenbahn verhindert und andererseits später zu einer Blockade der Vorrichtung führen kann. Eine optische Inspektion des Innengewindes ist während eines Betriebs der Maschine nicht möglich.
Vorrichtungen zum Erkennen eines Verschleißes einer Mutter sind prinzipiell bekannt: Die US 6,799,928 B2 beschreibt eine Mutter und eine Schraube, wobei in der Mutter ein Verschleißsensor angeordnet ist. Der Verschleißsensor ist in einer Sackbohrung befestigt und mit einer elektrischen Isolierung umhüllt. Der Sensor ist aufwändig und ist nur einer einzigen Flanke des Gewindes zugeordnet. Ähnliches gilt für die JP H08- 29 109 A.
Die DE 10 2004 063 356 B3 offenbart eine Röntgeneinrichtung mit Spindelantrieb, bei der ein Teil eines Sicherheitsgewindes als isolierter Draht ausgebildet ist. Sobald die Isolierung verschlissen ist, wird eine elektrische Verbindung zu einer Prüfeinrichtung geschlossen. Diese Verschleißwarneinrichtung ist nur für Kugelumlaufgetriebe geeignet.
Es ist die Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung umfassend eine Spindelschraube und eine Spindelmutter zu schaffen, bei der ein Erreichen einer Verschleißgrenze automatisch erfasst werden kann.
Die Aufgabe ist dadurch gelöst, dass in die Spindelmutter ein Kontaktmittel eingelassen ist, dessen Ende radial und zentrisch zwischen zwei benachbarten Flanken eines Gewindeganges so angeordnet ist, dass bei Erreichen einer Verschleißgrenze des Gewindeganges ein Kontakt zwischen dem Kontaktmittel und der Spindelschraube hergestellt ist. Das Kontaktmittel, z.B. ein elektrisch leitender Draht oder Stift, ist im Normalbetrieb, also vor Erreichen der Verschleißgrenze, elektrisch von der Spindelschraube durch das Material der Spindelmutter isoliert. Infolge einer Drehung der Spindelschraube in der Spindelmutter z.B. zur Verstellung eines Abstandes von Spannketten oder einer Einstellung einer Querspannung einer Warenbahn in einer Textilmaschine entsteht Reibung, die zu einem Verschleiß insbesondere der aus weniger resistentem Material gefertigten Spindelmutter führt.
Damit eine zugeordnete Maschine, z.B. eine Textilmaschine, ausreichend zuverlässig und präzise arbeitet, muss die Spindelmutter bei Erreichen einer vorbestimmten Verschleißgrenze ausgetauscht werden. Der Austausch wurde bisher nach Erfahrungswerten durchgeführt, so dass er in vielen Fällen entweder zu früh erfolgt und somit der Aufwand hierfür unnötig erhöht ist. Oder der Verschleiß ist beim Austausch so weit fortgeschritten, dass die zugeordnete Maschine entsprechend unpräzise arbeitet und unzureichende Produktionsqualität bewirkt; schlimmstenfalls wird ein Stillstand der Maschine verursacht mit entsprechendem Produktionsausfall. Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird ein Erreichen der Verschleißgrenze automatisch und sofort erkannt, so dass entsprechend geplant und gehandelt sowie der Austausch zum optimalen Zeitpunkt durchgeführt werden kann. Hierdurch werden die Wartungskosten minimiert, ohne die Produktionsqualität negativ zu beeinflussen.
Das Kontaktmittel ist in die Spindelmutter z.B. eingegossen oder eingeklebt.
Die Vorrichtung kann einfach an bestehenden Maschinen nachgerüstet werden.
Die Unteransprüche betreffen die vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung.
In einer Ausgestaltung ist in die Spindelmutter eine nach außen offene Sackbohrung zur Aufnahme des Kontaktmittels eingelassen, die radial zu einer Längsachse einer Gewindeöffnung der Spindelmutter verläuft (und somit bei zusammengesetzter Vorrichtung radial zur Längsachse der Spindelschraube). Die Sackbohrung erlaubt die Verwendung der herkömmlichen Spindelmuttern durch einfache Bearbeitungsschritte: Einlassen der Sackbohrung und befestigen des Kontaktmittels in dieser. Die radiale Ausrichtung erlaubt eine besonders präzise Ausrichtung des Kontaktmittels zu beiden Flanken eines Gewindegangs, so dass ein Erreichen der Verschleißgrenze genau ermittelt werden kann.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Kontaktmittel als gestufter Stift ausgebildet, wobei die Sackbohrung entsprechend geformt ist. Hierbei ist eine Querschnittsfläche des Kontaktmittels an seinem nach innen in die Spindelmutter weisenden Ende kleiner als an seinem nach außen weisenden Ende. Hierdurch wird die Spindelmutter im Bereich des Gewindegangs so wenig wie möglich geschwächt, und die Lage des inneren Endes des Kontaktmittels und damit die Verschleißgrenze können genau eingestellt werden. An dem äußeren Ende lässt sich einfach ein elektrisches Verbindungskabel anschließen.
In einer weiteren Ausgestaltung ist an einem äußeren Ende des Stiftes ein Gewinde angeordnet, das vorzugsweise koaxial zu dem Stift ist. Dies erleichtert die Befestigung des Verbindungskabels. Das Gewinde ist als Außen- oder Innengewinde ausgeführt.
In einer weiteren Ausgestaltung ist das Kontaktmittel in die Sackbohrung eingeklebt. Dies ist eine einfache und sichere Methode der Befestigung.
Bevorzugt wird die Vorrichtung in einer Textilmaschine verwendet.
Die Erfindung wird anhand der schematischen Zeichnung weiter erläutert. Es zeigen

1 einen Längsschnitt durch eine Vorrichtung umfassend eine Spindelschraube und eine Spindelmutter und
2 einen Längsschnitt durch die Spindelmutter der 1 als Detail.

Wie aus den 1 und 2 ersichtlich umfasst eine Vorrichtung eine Spindelschraube 1 und eine Spindelmutter 2.
Die stabförmige Spindelschraube 1 ist aus elektrisch leitendem Metall wie z.B. Stahl gefertigt und weist ein erstes Außengewinde auf. Sie ist drehend antreibbar.
Die Spindelmutter 2 ist aus einem elektrisch nicht leitendem Material wie Kunststoff gefertigt und weist ein mit dem ersten Außengewinde korrespondierendes Innengewinde auf. Das Innengewinde umschließt radial eine Gewindeöffnung 3, in der die Spindelschraube 1 drehbar und mittels der Gewinde axial verschiebbar gelagert ist. Die Spindelschraube 1 und die Spindelmutter 2 sind also koaxial.
In die Spindelmutter 2 ist von außen eine Sackbohrung 4 mit z.B. kreisförmigem Querschnitt eingelassen. Die Sackbohrung 4 ist radial zu einer Längsachse der Spindelmutter 2 ausgerichtet und weist eine Stufe 5 auf, wobei eine kleinere Querschnittsfläche der Sackbohrung 4 deren radial inneren Bereich zugeordnet ist. Die Sackbohrung 4 ist so angeordnet, dass ein inneres Ende zentrisch und mit einem vorbestimmten Abstand zu Flanken 6a eines zugeordneten Gewindeganges 6 ist.
In der Sackbohrung 4 ist ein Kontaktmittel 7 aus elektrisch leitfähigem Material, hier in Form eines Stiftes, befestigt. Der Stift weist eine mit der Sackbohrung 4 korrespondierende Form auf, also z.B. kreisförmigen Querschnitt und Stufe 7a, wobei im Bereich des kleineren Querschnitts ein nur minimales Spiel zwischen der Sackbohrung 4 und dem Stift gebildet ist.
In einem äußeren Endbereich des Stiftes ist ein Gewinde, hier ein zweites Außengewinde, angeordnet, an dem mittels einer Mutter 8 und eines Ringkabelschuhs 9 ein Kabel 10 befestigt ist. Das Kabel ist mit einer zugeordneten Steuervorrichtung elektrisch verbunden.
Beim Betrieb der Vorrichtung wird die Spindelschraube 1 relativ zu der Spindelmutter 2 links oder rechts herum gedreht und hierdurch axial verschoben. Infolge der Drehbewegung entsteht besonders an den Flanken 6a des Innengewindes der Spindelmutter 2 ein Verschleiß durch Reibung. Im Normalbetrieb ist die Spindelschraube 1 von dem Kontaktmittel 7 durch eine zwischen der Sackbohrung 4 und den Flanken 6a gebildete Wandung elektrisch isoliert. Sobald eine Verschleißgrenze erreicht ist, ist diese Wandung zumindest teilweise nicht mehr vorhanden und somit ein Kontakt zwischen der Spindelschraube 1 und dem Kontaktmittel 7 hergestellt. Hierdurch wird in der Steuervorrichtung ein entsprechendes Signal erzeugt und als Meldung für einen erforderlichen Austausch der Spindelmutter 2 ausgegeben.
Bezugszeichenliste

1: Spindelschraube
2: Spindelmutter
3: Gewindeöffnung
4: Sackbohrung
5: Stufe
6: Gewindegang
6a: Flanke
7: Kontaktmittel
7a: Stufe
8: Mutter
9: Ringkabelschuh
10: Kabel

Claims

Vorrichtung umfassend eine Spindelschraube (1) und eine Spindelmutter (2), wobei die Spindelschraube (1) aus einem elektrisch leitenden Metall und die Spindelmutter (2) aus einem elektrisch nicht leitenden Kunststoff gefertigt ist, dadurch gekennzeichnet, dass in die Spindelmutter (2) ein Kontaktmittel (7) eingelassen ist, dessen Ende radial und zentrisch zwischen zwei benachbarten Flanken (6a) eines Gewindeganges (6) so angeordnet ist, dass bei Erreichen einer Verschleißgrenze des Gewindeganges (6) ein Kontakt zwischen dem Kontaktmittel (7) und der Spindelschraube (1) hergestellt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in die Spindelmutter (2) eine Sackbohrung (4) zur Aufnahme des Kontaktmittels (7) eingelassen ist, die radial zu einer Längsachse einer Gewindeöffnung (3) der Spindelmutter (2) verläuft.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel (7) als gestufter Stift ausgebildet ist, wobei die Sackbohrung (4) entsprechend geformt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass an einem äußeren Ende des Stiftes ein Gewinde angeordnet ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Kontaktmittel in die Sackbohrung (4) eingeklebt ist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass sie in einer Textilmaschine angeordnet ist.